题目内容
【题目】如图所示,一个平行板电容器水平放置,并与一个金属圆环连接,一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在上极板上,金属环处在竖直平面内,环面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直.若金属环、电容器及小球一起以水平速度v向右平动时,细线拉力大小为F1,且此时细线恰好处于竖直状态;若金属环、电容器及小球一起以水平速度2v向右平动时,细线拉力大小为F2,则( )
A. 当速度为2v时,细线仍保持竖直方向,且F1=F2
B. 当速度为2v时,细线仍保持竖直方向,且F1>F2
C. 当速度为2v时,细线与竖直方向有一向右的偏角,且F1<F2
D. 细线的拉力大小与小球所带的电性无关
【答案】AD
【解析】金属圆环切割磁感线时产生感应电动势,相当于电源,给电容器充电,切割的有效长度等于极板间距,设为d,则感应电动势为:
U=Bdv
故电场强度为:E=U/d=Bv
根据右手定则判断知,电容器上极板带正电,板间电场方向向下,若小球带正电,小球所受的电场力向下,电场力大小FE=qE=qvB;
由左手定则判断知,小球所受的洛伦兹力方向向上,大小为FB=qvB
可知电场力与洛伦兹力大小相等,方向相反,且这个结论与圆环的速度大小无关,所以当速度为2v时,细线的拉力等于球的重力,则细线仍保持竖直方向,且有F1=F2.若小球带负电,结论相同,故BC错误,AD正确。
故选:AD.
【题目】某同学用如图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.实验步骤如下:
a.安装好实验器材.
b.接通电源后,让拖着纸带的小车沿斜面向下运动,打印出一条点迹清晰的纸带.舍去开始密集的点迹,从便于测量的点O开始.每两个打点间隔取一个计数点,如图2中0,1,2, ,6点所示
c.测量1、2、3 6计数点到0计数点的距离,分别记作:S1、S2、S3S6.
d.通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀变速直线运动.
e.分别计算出S1、S2、S3S6与对应时间的比值、、、.以为纵坐标、t为横坐标,标出与对应时间t的坐标点,画出﹣t图线.
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下列的仪器和器材中,必须使用的有 和 .(填选项代号)
A.电压合适的50Hz交流电源 |
B.电压可调的直流电源 |
C.刻度尺 |
D.秒表 |
E.天平
F.重锤
(2)将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐,0、1、2、5计数点所在位置如图2所示,则S2= cm,S5= cm.
(3)该同学在图3中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标,请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点,并画出﹣t.
(4)根据﹣t图线判断,小车在斜面上运动的加速度a= m/s2.